在卡文迪许实验室研究热电子
理查森在剑桥学习，1900年毕业后到卡文迪许实验室研究热物体的电发射。他在1901年向剑桥哲学学会报告相关规律，试图用金属中的带电粒子解释加热后产生的电流。
温度与电子发射
热电子研究关注金属表面随温度升高而发射电子的现象。理查森把发射电流与温度联系起来，使它能够由实验读数进行检验和比较。这类研究为理解电子管中电子从加热阴极发出的过程提供了物理基础。
普林斯顿与伦敦
1906年至1913年，理查森在普林斯顿任物理教授，后来回到伦敦国王学院。他还研究光电效应、电子理论和氢分子光谱，出版《热物体的电发射》等著作。1928年度的物理学奖特别肯定其热电子研究与以他命名的规律。